O silício cristalino é um tipo específico de célula fotovoltaica composta por um único cristal ou por vários cristais de silício . Para a fabricação de células de silício cristalino (c-Si), são utilizadas lâminas com espessura de 160 a 240 µm, que são finas fatias de silício cortadas de um único cristal ou de um bloco. O processo de fabricação das lâminas de silício determina o tipo de célula cristalina produzida.
Quais são os tipos de células solares de silício cristalino?
Existem três tipos dessas células solares, que são os seguintes:
- Monocristalino
- Policristalino
- Crescimento de filme definido por fita ou folha
Quais são os benefícios das células solares de silício cristalino?
Alguns dos benefícios desses tipos de células solares são mencionados abaixo:
- Maturidade: Há muitas informações disponíveis sobre como avaliar a confiabilidade e a robustez do projeto, o que é essencial para obter financiamento para projetos de implantação.
- Desempenho: Uma célula de silício industrial típica fornece maior eficiência do que qualquer outro dispositivo de junção única produzido em grandes quantidades. Como menos células solares devem ser produzidas e instaladas para uma determinada saída, maiores eficiências reduzem o custo final de instalação.
- Confiabilidade: Células de silício cristalino podem durar mais de 25 anos como módulos com deterioração insignificante a longo prazo.
- Abundância: Na crosta terrestre, o silício é o segundo elemento mais prevalente (depois do oxigênio).
Como são produzidas células solares de silício cristalino?
O silício monocristalino (monocristalino) ou policristalino é usado para fabricar células solares de silício cristalino típicas. Para criar células monocristalinas, são utilizados wafers de silício pseudoquadrados, substratos feitos a partir de lingotes cultivados pelo processo Czochralski , pela técnica de zona flutuante, pelo crescimento em fita ou por outras abordagens inovadoras . Tradicionalmente, substratos de silício quadrados são cortados de lingotes fundidos em cadinhos de quartzo para a fabricação de células solares de silício policristalino.
Um revestimento antirreflexo (ARC) de dióxido de titânio (TiO2) ou nitreto de silício (SiN), frequentemente aplicado em superfícies de silício, é depositado para limitar a quantidade de luz refletida pela célula solar e, consequentemente, não utilizada para gerar corrente. A superfície da célula solar pode ser texturizada com estruturas piramidais micrométricas , criadas por uma técnica de corrosão química, para maximizar a captura e a absorção da luz.
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Um substrato de silício tipo p dopado com boro é comumente coberto com uma área n+ dopada com fósforo para formar uma junção pn. O contato traseiro é frequentemente feito usando um eletrodo de metal, como alumínio, enquanto o contato frontal é tipicamente feito usando pasta de prata serigrafada que é colocada sobre a camada ARC.
A difusão de portadores minoritários ocorre nas camadas dopadas com tipo p e tipo n de uma célula solar de silício cristalino para coletar portadores de carga. A coleta de portadores é facilitada por longos comprimentos de difusão (> 200 micrômetros) ao longo da espessura da célula solar, onde ocorre a absorção óptica.
